短波通信網(wǎng)在應(yīng)急通信領(lǐng)域的應(yīng)用研究

高 沖

（廣州海格通信集團股份有限公司，廣東 廣州 510663）

0 引 言

短波通信作為一種遠程無線通信手段，是唯一可脫離網(wǎng)絡(luò)樞紐和有源中繼體的遠程無線通信模式[1]。在嚴重災(zāi)害中運用短波通信網(wǎng)，可以確保擁有良好的抗毀能力、較強的自主通信功能。同時，短波通信網(wǎng)具備較高的適應(yīng)能力，可以彌補傳統(tǒng)短波電臺點對點通信存在通信盲區(qū)缺陷。在應(yīng)急通信領(lǐng)域運用短波通信網(wǎng)意義非凡，必須要高度關(guān)注短波通信網(wǎng)的建設(shè)，推動短波通信技術(shù)不斷向前發(fā)展。

1 短波通信網(wǎng)和應(yīng)急通信概況

不同于其他的通信手段，短波通信網(wǎng)是一個獨立自主的、中遠距離無線聯(lián)絡(luò)的通信平臺，不用依靠過多建筑、信號塔以及中轉(zhuǎn)站點和傳輸線路等。所以，短波通信網(wǎng)的構(gòu)造并不復(fù)雜，在應(yīng)對突發(fā)性災(zāi)害時，可以展現(xiàn)其較高應(yīng)急抗毀通信能力。短波通信包括利用短波信號的地波傳播和通過電離層反射的天波傳播[2]。建設(shè)短波通信系統(tǒng)無需過多的成本、時間，系統(tǒng)運用靈活，可經(jīng)車載安裝達到移動通信的目的。此外，建成以后不用大量的維護資金，同時電離層是短波通信天然免費的傳輸介質(zhì)。

現(xiàn)代意義上的應(yīng)急通信，一般指在出現(xiàn)自然的或人為的突發(fā)性緊急情況時，同時包括重要節(jié)假日、重要會議等通信需求驟增時，綜合利用各種通信資源，保障救援、緊急救助和必要通信所需的通信手段和方法，是一種具有暫時性的、為應(yīng)對自然或人為緊急情況而提供的特殊通信機制[3]。應(yīng)急通信本身并非技術(shù)，而是一種通信手段，于緊急情況下綜合運用多種通信技術(shù)，滿足緊急環(huán)境中現(xiàn)場迫切的基本通信需求。我國地域遼闊，地貌種類繁多，很容易出現(xiàn)自然災(zāi)害問題，危及人民的生命和財產(chǎn)安全以及國家的經(jīng)濟。由于很多災(zāi)害是突發(fā)的，所需應(yīng)急通信的時間、地點、設(shè)備等具有明顯的不確定性，因此必須要加強研究短波通信網(wǎng)在應(yīng)急通信領(lǐng)域的應(yīng)用和發(fā)展。

2 短波通信網(wǎng)在應(yīng)急通信領(lǐng)域?qū)嶋H應(yīng)用存在的問題

現(xiàn)有的短波通信網(wǎng)在應(yīng)急通信領(lǐng)域?qū)嶋H應(yīng)用中主要存在如下問題。

2.1 短波通信系統(tǒng)日常不受重視和使用

過度的依靠公眾通信系統(tǒng)是一項需要處理的問題。當(dāng)前大量的普及公共移動通信設(shè)備，常見的就是網(wǎng)絡(luò)、手機、衛(wèi)星電話、超短波電臺等，在一定程度上使短波應(yīng)急通信網(wǎng)作用降低。因過度的依賴于公共通信系統(tǒng)，使得對于短波應(yīng)急通信網(wǎng)絡(luò)的天線、電臺設(shè)備往往忽略使用和維護，不能及時地發(fā)現(xiàn)這些設(shè)備產(chǎn)生的故障問題，并且未及時對其進行針對性的處理[4]。久而久之，會明顯地減少設(shè)備的使用年限。

2.2 短波天線架設(shè)不科學(xué)

未能科學(xué)地選用或架設(shè)天線是一項重要的問題。短波的主要傳播方式包括地波和天波。而天波最近反射區(qū)與地波最遠覆蓋區(qū)之間存在短波無法覆蓋的區(qū)域，因此傳統(tǒng)短波通信會出現(xiàn)通信盲區(qū)。對于通信盲區(qū)，如果天線架設(shè)部位或者目標(biāo)電臺架設(shè)部位選擇不當(dāng)，就會降低通信質(zhì)量，甚至導(dǎo)致通信傳輸?shù)氖　?/p>

2.3 現(xiàn)有短波通信網(wǎng)存在缺陷

傳統(tǒng)短波通信自身存在一些缺陷，主要有網(wǎng)絡(luò)時延、路徑消耗及大氣噪聲等。因電離層衰弱、多徑效應(yīng)等影響，使得信號很容易產(chǎn)生弱化問題或者是畸變情況，將短波通信成效明顯降低。很多因素都可以影響到電離層，如季節(jié)因素、天氣因素、晝夜交替等。因此，不同的時間段以及季節(jié)會出現(xiàn)不同的短波通信傳播效果，也存在通信質(zhì)量不穩(wěn)定問題。一些應(yīng)急通信網(wǎng)絡(luò)中短波通信設(shè)備存在自動化程度低、老舊等問題，因此不能實現(xiàn)自動選擇頻率的目標(biāo)。

2.4 短波頻段擁擠

短波頻段具有的信號種類較多，存在擁擠的情況。因為一些單位不能占用其他頻段，因此很容易產(chǎn)生違規(guī)占用其他頻率的問題。這樣一方面對固定業(yè)務(wù)頻段的通信頻率造成干擾，另一方面也會影響到短波應(yīng)急通信網(wǎng)絡(luò)的通信質(zhì)量。

3 提升短波通信網(wǎng)在應(yīng)急通信領(lǐng)域中應(yīng)用質(zhì)量的策略

3.1 完善通信指揮網(wǎng)和樹形網(wǎng)絡(luò)拓撲結(jié)構(gòu)

分析應(yīng)急通信領(lǐng)域的應(yīng)用特點可知，所建設(shè)的短波通信網(wǎng)應(yīng)具備各點之間互相通信的功能，及時對下指揮與向上匯報工作的功能，同級協(xié)同通信功能，這樣網(wǎng)絡(luò)的通信指揮功能才會更完善[5]。網(wǎng)絡(luò)拓撲結(jié)構(gòu)中的樹形網(wǎng)絡(luò)拓撲結(jié)構(gòu)是一種比較適合通信網(wǎng)絡(luò)管理的網(wǎng)絡(luò)拓撲結(jié)構(gòu)。此結(jié)構(gòu)內(nèi)，各節(jié)點具有緊密的關(guān)聯(lián)性，而且可按照實際的需要，對節(jié)點之間的聯(lián)系進行明確。此外，樹形拓撲網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)還具有管理效率高、線路短、節(jié)點拓展靈活等優(yōu)勢。在實際應(yīng)用中，可結(jié)合應(yīng)急通信部門的組織架構(gòu)特點，形成具體的通信網(wǎng)絡(luò)拓撲結(jié)構(gòu)，圖1為某省的省級應(yīng)急通信部門的通信網(wǎng)絡(luò)拓撲結(jié)構(gòu)示意圖。

圖1 省級應(yīng)急通信網(wǎng)絡(luò)拓撲結(jié)構(gòu)示意圖

3.2 短波通信網(wǎng)設(shè)備科學(xué)的選型

要科學(xué)選用電臺，因為短波電臺的種類較多。其中，固定式電臺主要用于戰(zhàn)略通信領(lǐng)域，通常組成發(fā)信集中臺和收信集中臺，功率較大，一般使用性能較好的大型天線；車載式電臺廣泛地應(yīng)用于移動通信，功率較低；便攜式電臺廣泛地應(yīng)用到保障戰(zhàn)術(shù)分隊的通信聯(lián)絡(luò)上，具有較優(yōu)的質(zhì)量成效，且其體積小、重量輕，通過地波實現(xiàn)短距離通信。具體可以按照應(yīng)急通信領(lǐng)域的不同級別以及實際需求，選用最佳的電臺方可。

3.3 注重設(shè)備之間的融合

為了維護短波通信網(wǎng)絡(luò)安全穩(wěn)定，及時處理好短波通信網(wǎng)跟其他公眾通信間關(guān)系，應(yīng)該有效地融合起多網(wǎng)系設(shè)備。通過科學(xué)地融合短波和有線通信、衛(wèi)星通信、超短波通信等，可以擴展應(yīng)急通信體系，提升通信效能[6]。如圖2所示。

3.4 合理使用不同類型的天線

車載/背負兩用短波電臺可以一機多用，可運用其雙天線插口連接合理架設(shè)的相關(guān)天線，獲得較佳的應(yīng)用效果。平時可為該電臺配置三線寬帶天線，將其當(dāng)作基地電臺使用；緊急情況下，可將該電臺裝于應(yīng)急車上，與車載天饋系統(tǒng)配合使用，以保障跟上級單位的順暢溝通。當(dāng)處于短波近距離通信盲區(qū)位置處，使用車載鞭狀天線不能順利地跟指揮中心上級交流時，可臨時架設(shè)其他類型天線（如無盲區(qū)天線）達到通信的目標(biāo)。當(dāng)出現(xiàn)災(zāi)難事故，通信車輛無法前行時，可將車載電臺的主機作為背負式電臺，抵達救災(zāi)現(xiàn)場后，進行簡易天線的架設(shè)，實現(xiàn)與上級單位的溝通。

3.5 提高對短波通信的重視程度

必須要提升對短波通信的重視程度，意識到短波通信的意義及其在應(yīng)對突發(fā)性災(zāi)害中的關(guān)鍵應(yīng)急通信作用。針對已建成短波通信系統(tǒng)的應(yīng)急機構(gòu)，應(yīng)該形成科學(xué)的維修短波通信設(shè)備的體系。即對于停止使用的電臺設(shè)備，及時申報停用，降低消耗。部分短波電臺在封箱入庫后得到良好的儲存，需要做好記錄，在應(yīng)急通信保障物資儲備中放置。產(chǎn)生突發(fā)事件時，可以讓相應(yīng)人員及時找到設(shè)備應(yīng)用于應(yīng)急救援。此外，要加強設(shè)備的后期維護，讓短波通信系統(tǒng)時刻處于正常運行狀態(tài)。

圖2 多網(wǎng)系融合系統(tǒng)通信示意圖

3.6 適當(dāng)提高短波通信系統(tǒng)的使用率

運用短波通信系統(tǒng)滿足應(yīng)急通信需求，需要專業(yè)水平與之相適應(yīng)的操作人員，否則會影響短波通信系統(tǒng)效能的發(fā)揮。所以，應(yīng)急機構(gòu)需要定期地培訓(xùn)以及考核工作人員，增強其具體操作熟練度。此外，由于短波通信中的電離層能夠遭遇外界的多種因素影響，因此高頻率運用時，工作人員必須要了解到外界因素對短波通信的影響，更科學(xué)地進行短波通信選頻工作等內(nèi)容。另外，可以進行配備相應(yīng)的網(wǎng)絡(luò)遙控設(shè)備，實現(xiàn)將短波電臺及天線架設(shè)在遠離指揮中心的地方，網(wǎng)絡(luò)遙控轉(zhuǎn)換設(shè)備連接于短波電臺，經(jīng)通信傳輸光纜將控制信號和音頻信號傳輸?shù)街笓]中心，操作人員在指揮中心遙控操作短波電臺，增加人員的安全性。如圖3所示。

圖3 遠端架設(shè)電臺示意圖

4 結(jié) 論

當(dāng)前各種公共安全事件處在頻發(fā)的狀態(tài)中，有賴于科學(xué)的、完善的、規(guī)范的短波應(yīng)急通信網(wǎng)絡(luò)作為重要的支撐，保障通信穩(wěn)定可靠。這樣面對很多突發(fā)事件有良好的應(yīng)急通信保障，才能更好地維護人民生命財產(chǎn)利益，減少對國家經(jīng)濟的影響。